Bilan Humique

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tude sur le bilan humique des sols dans des systmes culturaux sous prairies et sous cultures commerciales selon les modes de fertilisationM. Quenum1, *M. Giroux1 et R. Royer1M. Quenum1, *M. Giroux1 et R. Royer1. tude sur le bilan humique des sols dans des systmes culturaux sous prairies et sous cultures commerciales selon les modes de fertilisation. Agrosol. 15 (2) : 57-71. Cette tude sur le bilan humique des sols a t ralise dans le cadre de lObservatoire de la qualit des sols du Qubec et portait sur les effets des systmes culturaux (prairies et cultures commerciales) et des modes de fertilisation (engrais de ferme et fumure minrale). Elle visait comparer lvolution de la matire organique du sol (MOS) prdite par le bilan humique avec celle mesure aux champs pendant une priode de 10 ans. Dans les systmes sous prairies, les rsultats montrent que le bilan humique net dans la parcelle fertilise avec du fumier de bovins laitiers est de 14,66 t/ha, comparativement 8,40 t/ha dans celle avec le fumier de poulets, 3,06 t/ha dans celle avec le lisier de porcs et 4,19 t/ha dans celle avec la fumure minrale. Les analyses de la MOS indiquent une augmentation marque dans toutes les parcelles sous prairies. Compar aux valeurs mesures aux champs, le bilan humique prdit correctement lvolution de la MOS des parcelles sous prairies. Dans les systmes sous cultures commerciales, le bilan humique net tait de 2,55 t/ha dans la parcelle fertilise avec la fumure minrale, de 5,93 t/ha dans celle fertilise avec le fumier de bovins laitiers et de 0,60 t/ha dans celle avec le lisier de porcs. Les valeurs mesures de la MOS indiquent quelle se maintient dans la parcelle avec le fumier de bovins laitiers mais diminue lentement dans celles avec la fumure minrale et le lisier de porcs. Le bilan humique calcul dans les cultures commerciales prdit bien lvolution relle de la MOS mesure dans les parcelles. Les apports de pailles de canola et de tiges de mas nont pas suffi eux seuls maintenir la MOS malgr des apports importants dans les sols.Mots cls : Matire organique du sol, bilan humique, rsidus de cultures, minralisation du carbone, prairie, cultures commerciales.

Rsum,

M. Quenum1, *M. Giroux1 and R. Royer1. Humic balance of soil for hay and cash crop systems under different fertilization practices. Agrosol. 15 (2) : 5771. This study on humic balance of soil was conducted within the Quebec soil quality Observatory to evaluate the effects of cultural systems (hay field and cash crops) and fertilization practices (farm manure and mineral fertilizer). Soil organic matter (SOM) predicted by humic balance was compared to SOM measured in the field for a ten year period. In the hay field systems, results showed that humic balance for plot receiving cow manure was 14.66 t/ha compared to 8.40 t/ha for chicken manure, 3.06 t/ha for pig slurry and 4.19 t/ha for mineral fertilizer. An important increase in SOM was measured in all plots. Compared to field values, the humic balance correctly predicts the evolution of SOM. For the cash crop systems, net humic balances of -2.55 t/ha in mineral fertilizer plot, 5.93 in the cow manure plot and -0.60 t/ha in the pig slurry plot were measured. The SOM measured in those plots indicate that it did not change following cow manure application but slowly decreased with mineral fertilizer and pig slurry. These results indicate that the humic balance correctly predict the evolution of SOM. Rapeseed straws and corn residues did not maintain the SOM under cash crop systems despite their input in carbon to the soils.Key words: Soil organic matter, humic balance, crop residues, humus mineralization, hay field, cash crops.

Abstract,

1. Institut de recherche et de dveloppement en agroenvironnement inc. (IRDA), 2700, rue Einstein, Sainte-Foy (Qubec) G1P 3W8, Canada *Auteur pour la correspondance : tlphone (418) 644-6838, tlcopieur : (418) 644-6855, Courriel : marcel.giroux@irda.qc.ca

Dcembre 2004, vol. 15, no 2

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IntroductionLa transformation de lagriculture qubcoise au cours des dernires dcennies a suscit beaucoup de questions quant lvolution de la qualit des sols. La spcialisation des cultures, les superficies en monoculture, la diminution des superficies en prairies et le travail excessif du sol peuvent entraner une perte de la matire organique du sol (MOS) provoquant ainsi la dgradation de la structure, la compaction des sols et une rduction de leur capacit de minralisation. LInventaire des problmes de dgradations des sols agricoles du Qubec (Tabi et al.,1990) a mis en vidence les causes de dgradation et a dmontr quel point les systmes culturaux peuvent affecter leur qualit. Il devient alors important de connatre leffet des pratiques agricoles sur lvolution des proprits physiques, chimiques et biologiques des sols. Ces interactions sont particulirement relies linfluence des pratiques agricoles sur la MOS. On distingue gnralement deux fractions de la MOS, chacune ayant son rle spcifique. La premire fraction, plus abondante, est lhumus proprement dit. Il assure la formation du complexe argilo-humique et la micro-aggrgation des sols. Lautre fraction, dite labile, est constitue de carbone organique jeune et est relie la macro-agrgation des sols, leur capacit de minralisation et leur activit biologique. Lors de la mise en culture intensive des sols, lorsque les apports de matire organique sont insuffisants, la MOS subit une diminution rapide de la fraction labile. Cette diminution va produire court et moyen terme un ralentissement de lactivit biologique des sols, affecter leur capacit dagrgation et de minralisation, occasionnant une diminution du diamtre moyen pondr des agrgats. Angers (1992) et Angers et Giroux (1996) ont trouv une meilleure agrgation des sols sous prairies comparativement au mas-grain. Ils ont dmontr que le carbone labile se trouve en plus forte proportion dans les gros agrgats (>2 mm). Sous cultures commerciales, fertilises avec des engrais minraux uniquement, la propor-

tion des gros agrgats est plus faible comparativement aux fumiers de bovins, ce qui affecte lcoulement de leau, la densit et la proportion de matire organique labile dans les sols. (N'Dayegamiye et Ct, 1996; NDayegamiye et al.,1997). La fraction humique, plus stable et protge par le complexe argilo-humique du sol, va quant elle subir une diminution beaucoup plus lente. Cet effet nest perceptible qu long terme. Cest souvent la diminution de la fraction labile de la MOS qui est responsable de la dgradation des sols. On peut agir rapidement sur la rserve de la fraction organique labile des sols, grce de bonnes rotations de cultures et lapport dengrais organiques. Il existe par contre des diffrences trs importantes entre les cultures et les types dengrais organiques relativement leur influence sur lvolution de la MOS et sur la qualit des sols. Quant la fraction humique stable, il faut beaucoup plus de temps pour refaire la rserve dun sol dgrad. Par exemple, si lon considre quil faut environ 25 t/ha dhumus pour augmenter la MOS de 1 % dans la couche arable les sols, il faudrait apporter de 100 200 t/ha de matire organique, selon le facteur dhumification (K1), pour produire cet humus, ce qui reprsente des apports dengrais de 20 ans et plus dans les sols. Selon la texture des sols, les niveaux critiques de la MOS se situent entre 3 et 4 %. Dans les sols lourds, ce sont surtout les problmes de dgradation de la structure, de compaction et de diminution de la conductivit hydrique qui sont associs la perte de MOS, alors que dans les sols lgers ce sont les problmes de faible capacit de rtention en eau. (CRAAQ, 2003). Afin de maintenir lquilibre de la MOS un niveau adquat, il est donc ncessaire dtablir des rotations qui procurent des apports suffisants de rsidus organiques. Cependant, les rotations des cultures ne peuvent pas toujours elles seules maintenir un niveau adquat de la MOS dans les sols, surtout dans les cultures commerciales, lorsquelles sont associes au travail intensif du sol. (Giroux, 1991; Mrisier et

al., 1997; NDayegamiye et al.1997). Par contre, les prairies peuvent maintenir un niveau adquat de la MOS long terme (Carrier, 1988; Giroux, 1991; NDayegamiye,1996). Les proprits des sols sous prairies montrent gnralement peu de signes de dgradation (Tabi et al., 1990). Le bilan humique des systmes de production vgtale est de premire importance pour juger de leur effet sur la qualit des sols. Ces bilans comportent des donnes essentielles dune part, sur lvolution long terme de lhumus (fraction stable) et dautre part, sur lapport dune matire organique nouvelle au sol (fraction labile). Dans la mesure o lagriculteur axe la fertilisation de ses terres sur le bon fonctionnement du cycle de dcomposition-restitution des matires organiques, il maintient ou amliore progressivement de faon durable leur aptitude produire et leur qualit. Dans le cas o les restitutions organiques ne sont quoccasionnelles, lagriculteur risque de voir dcrotre progressivement la qualit de ses sols et mme les rendements de ses cultures. (N'Dayegamiye, 1990; NDayegamiye et Angers, 1990). Le niveau de la MOS va tendre vers un quilibre en fonction des entres et des sorties du carbone des sols. Les proprits physiques, chimiques et biologiques vont voluer en consquence. Au Qubec, on constate gnralement que sans apport dengrais organiques, le bilan humique est ngatif pour les cultures qui laissent peu de rsidus au sol (Carrier, 1988). Plusieurs cultures marachres, dont la pomme de terre, sont dans cette situation. Le bilan humique des rotations mas-grain-soya est dficitaire malgr labondance des tiges de mas qui retournent au sol. Le bilan est gnralement positif pour les systmes sous prairies. Bien quil existe dj beaucoup dtudes relatives leffet des cultures et des engrais sur le bilan humique des sols, on trouve encore peu de travaux au Qubec ayant compar lon